Интенсификатор переработки бытовых и промышленных отходов Советский патент 1976 года по МПК F23G7/00 

1

Изобретение относится к аппаратам химической технологии, в особенности к нефтяной, газовой и коксохимической промышленности, и касается деструктивной переработки углеродсодержащих материалов, торфа, сланцев и других слабо реакциOHHbLX топлив. Изобретение может использоваться эффективно при утилизации бытовых и промышленных отходов методом высокотемпературного окисления. Наиболее подходящее оборудование, где может быть использовано изобретение - аппараты и реакторы кипящего слоя или устройства для переработки материалов в измельченном виде.

Известны устройства для проведения процессов, связанных с обработкой твердых частиц. Устройства снабжены интенсификаторами переработки различного типа знергетического воздействия, например механического, акустического, магнитного 1 . Установка, предназначенная для переработки бытовых и промышленных отходов, включает печь для термического разложения в кипящем слое и интенсификатора переработки пневматического типа.

Однако в этом устройстве недостаточно эффективно развивается процесс переработки, что приводит к увеличению времени процесса и к неполному окислению отходов.

Известно использование интенсифлкатора процессаввиде УЗ-устройства, предназначенного для возбуждения колебаний в среде 2. Устройство после его снабжения приспособлением для регулировки спектра колебаний может использоваться как интенсификатор переработки. Скорость процесса при использовании такого устройства значительно повышается, так как акустический метод интенсификации позволяет с высокой скоростью обновлять поверхность контакта, прямо увели1швая скорость частиц, интенсивность турбулентности, падение давления, относительные скорости фаз и другие характеристики потока, влияющие на интенсивность процесса переработки. Однако для эффективного ведения процесса с использованием такого устройства требуются больщие энергетические затраты, связанные с получением поля большой мощности.

Наиболее близким к предлагаемому устройству по техническому решению является интенсификатор переработки, содержащий устройства для возбуждения колебаний в виде детонационной камеры сжигания и регулирования их спектра, выполненное в виде акустического раструба 3 , Однако и эт устройство не позволяет достигнуть необходимой эффективности процесса. Цель изобретения - повышение эффективности процесса. Для этого в предлагаемом устройстве акусти ческий раструб выполнен, по крайней мере, из дву недвижных относительно друг друга частей. На чертеже изображен интенсификатор перера ботки. Интенсификатор переработки имеет детонационную камеру сгорания 1 и соединенный с ней акустический раструб 2, который установлен в стенке 3 аппарата для проведения процесса переработки и состоит, по крайней мере, из подвижных относительно друг друга частей , которые соеди нены телескопически-сильфонны.м соединением 4. Для запуска интенсификатора в работу слулдат устройство поджига 5, в качестве которого может испо зоваться злектросвеча. Стенки 6 ка.меры сгорания в полненьа охлаждаемыми за счет установки вокруг них кожуха 7, который С а5;ке;г :1ггущ-:рсм б подачи воды и штуцером 9 ее OTBo;i,a. Jj/;} ii;i сгора1ШЯ 1 равна д;1ине L пре/дде окйтсгОЕ юго участка. В передней части камеры CiaHOB.,b) охла гсяяемьге коллектор 10подач г тоилква ;; коллектор Li поцачк окислителя. Устройство работает слелушийм of тенсификатор устйнавлквае/о ь стеигдля проведегжя процесс:;, иапряп, реакционного толлива -- iir.o кагора в стенке aniтратя HOS отверстие. После ycraiioi:::;; Kin-; камера сгорш кя 3ai;oJiji«aTc;i lupea сс и 11 топливом и окксли7е:;ем до гходз кий раструб. Образую1цался г меняется устройством ао/огшг электрической сзечой. Фрои; аккумулируя зпере; ; себе }. рые , догоняя друг Д};уг; фо; пред11етонац}{ояного укюи а. ; диг усилеште ударньгх ьО.;я к онная BOJjHa. кяморь такой, чтобы преддетоии1 но) чтвался перед акустяческ чл раструб в момент вози;лкновенкя ..(етокацн;; 400-700 раз. Детонадколнал KOjiK. j-гския J IU м/сок, .fepcxcvruii рубе в сильную ударную и о, . мощные ударно-йкзСТИ ескис емые раструбом в зону горения i;.- Эффект воздействия на частиць, находящиеся в реакционной зоне или зоне ropenjif; дгш;, рягу, ;;йключается в том, что частидь и окрухйлтигсс -Х облако продуктов с; (;;;;M;,.D. Р(1скач ;в;;;огс : с (;омощью мошдых yjrap 0--;u :yc:n(;v::Kiix ;слн. iIpji этом облако отделяется от частиц, ocBo6o;; Ju : доступ окислителю. Слой продуктов реакции, например продуктов сгорания, отделяется от частиц при максимальном раскачивании, т. е. при резонансе. Так как распределение размеров частиц подчиняется обычно нормальному закону распределения с некоторым средним размером, то наибольшая интенсивность процесса наблюдается в момент наступления резонанса для среднего размера частиц. Изменяя длину акустического раструба во время работы устройства подбирают гармоники акустических выходных импульсов, добиваясь тем самым возникновения наилучшего резонанса. При необходимости процесс может быть автоматизирован за счет установки привода телескопически-сильфонного соединения, управляемого через обратную связь датчиком экстремального режима работы аппарата. После истечения продуктов сгорания из раструба, камера сгорания вновь заполняется топливом и окислителем. Прерывание потоков топлива и окислителя происходит за счет того, что после перехода дефлаграционHOi о режима а детонационный и возникновения знергетического HMiiwibca, ретонационная волна, распространяясь к закрытому концу камеры сгорания, повышает в ней давление. Это давление превосходит величину давленля в коллекторах подачи тогшива и окиопителя, прекращая тем самым их в камеру. Продукты сгорания частично заполняют коллекторы подачи топ)ни:ва и окислителя, где интенсивно охлаждаются специальными высокофорсированными радиаторами до температуры, ниже температуры воснламенекия чэр:очей смеси. После истечения продуктов сгорйн.и;л и падеш1я давления в камере, потоки гс;;.. и окислителя вытесняют охлажденные продукты сгорания в камеру, где они образуют пробке у, предохраняющую от воспламенения новую порйио горючей см:еси. Частота срабатьшания камеры определяется расходом топлива и окислителя, достигая десятков герц. Иредлагаег ый интенсификатор благодаря мощному ударно-акустическому действию, высокой л.тогмосхи энергии в ирл1ульее и регулировке , сигналов, дает возможность высокоэффектиико г;розсдать процессы, ранее требовавшие либо болыиих топливно-энергетических затрат, либо воouuij практически не исно.иьзовавшиеся из-за низкой скорости реакции. йсгн ггания на детонационной камере сжигания подтйер.цили работоспособность и высокую эффективность изобретения. Ф о р м ула изобретения Иитснс51-фикатор переработки, содержаищй устройство .ля йозбуждения колебаний, вьтолненное 13 ;з.«де д.тонащюнной камеры сжигания и устройство для регулирования спектра колебаний, выполненное в виде акустического раструба, установленною на выходе детонационной камеры, о т л и ч аю щ и и с я тем, что, с целью повышения эффективности процесса, акустический раструб вьшолнен, -по крайней мере, из двух подвижных относительно друг друга частей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Патент США № 3736111, М. кл. 48-111, 1973 г.

2.Schwartz Harry Н. Sonics and ultrasonics. „Electr. Equipm. News, 1967, № 1, 12-14.

3.Отчет Казанского государственного университета им. В, Ио Ульянова-Ленина. 1973, ВНТИЦ № Б 266792 (прототип).